Toruńscy fizycy na tropie ciemnej materii. "Projekt na globalną skalę"

Poniedziałek, 13 Lutego 2017, 8:18

Naukowcy z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu organizują międzynarodową inicjatywę na rzecz realizacji eksperymentów z wykrywaniem ciemnej materii. Dążenie do stworzenia globalnej sieci detekcji to efekt ostatnich dokonań polskich fizyków, którzy jako pierwsi wdrożyli eksperymentalną metodę wychwytywania sygnałów ciemnej materii z użyciem optycznego zegara atomowego. Zespół z UMK planuje teraz rozpoczęcie równoległych testów w różnych częściach świata. Wyniki ich wcześniejszych badań ukazały się na łamach grudniowego wydania prestiżowego magazynu „Nature Astronomy”.

Fizycy z UMK zaprosili do udziału w swojej inicjatywie kilka zagranicznych jednostek badawczych z całego świata, które dysponują zegarami atomowymi możliwymi do użycia w testach detekcji ciemnej materii. Przedmiotem projektu jest wykonywanie eksperymentów według techniki opracowanej i przetestowanej przez toruńskich naukowców. Teraz podobne doświadczenia mają być przeprowadzone równolegle w wielu ośrodkach badawczych – tak, aby zapewnić równoczesny odbiór wyników z kilku zegarów atomowych.

Zebranie międzynarodowego zespołu specjalistów zdolnego do prowadzenia globalnych, synchronicznych pomiarów ma kluczowe znaczenie dla powodzenia dalszych badań. Toruńscy badacze spodziewają się, że jeżeli w zasięgu zegara atomowego znajdzie się "dawka" ciemnej materii, to będzie on w tym momencie odliczał czas nieco inaczej. W przypadku pojedynczego miernika nie sposób stwierdzić z całą pewnością, że zmiany nie wywołał przypadkowy, lokalny incydent. Takie sytuacje można jednak z łatwością wykluczyć, jeśli eksperyment prowadzi w tym samym czasie kilka urządzeń na świecie.

Stworzona w ten sposób globalna sieć detektorów będzie miała umożliwić porównywanie zebranych danych doświadczalnych pod kątem wychwytywania nieprzypadkowych odchyleń i anomalii w pracy zegarów atomowych. W momencie, gdy wyniki z różnych ośrodków okażą się zbieżne w zakresie nieregularności będzie to jednoznaczny sygnał występowania zaburzenia równowagi materii w skali ogólnoplanetarnej. Wychwycenie takiego zjawiska będzie dla naukowców oczekiwanym sygnałem wskazującym na potencjalne sprawstwo ciemnej materii.

Punktem wyjścia dla polskich naukowców przy ustalaniu nowej techniki wykrywania ciemnej materii była hipoteza kojarząca ten byt nie jako strukturę cząsteczkową, ale jako obszerny, jednolity obiekt o dużej rozciągłości. Podejście to pozwoliło na przyjęcie możliwości badania występowania ciemnej materii z użyciem atomowych zegarów. W pracach nad eksperymentem duże znaczenie miał projekt Polskiego Optycznego Zegara Atomowego, rozwijany w Krajowym Laboratorium FAMO zlokalizowanym w Toruniu. Program jest wspólnym przedsięwzięciem głównych polskich uczelni: Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego i UMK.

Wyniki toruńskiego eksperymentu nad ciemną materią przeprowadzonego z wykorzystaniem tej aparatury ukazały się na łamach grudniowego wydania prestiżowego magazynu „Nature Astronomy”. Autorzy liczą, że uda się przekuć to dokonanie w znacznie bardziej doniosłe odkrycie sygnału dowodzącego istnienia nieuchwytnego stanu fizycznego. To oznaczałoby z kolei niekwestionowany przełom w fizyce i astronomii, dotyczący m.in. zagadnień natury wszechświata, istoty podstawowych stałych fizycznych czy relacji między modelem standardowym a teorią grawitacji.

Czytaj też: Chiński teleskop pomaga w badaniu ciemnej materii

Dziękujemy! Twój komentarz został pomyślnie dodany i oczekuje na moderację.

Dodaj komentarz